(57)【要約】【課題】スクライブＰＣＭの電極パッドにおいて、ダイシングの際の「残留したバンプ」の発生を防止することができ、この「残留したバンプ」部分による電気的なリークなどの発生を防止することができる半導体装置を提供する。【解決手段】バンプやめっき被膜をつけようとする電極パッドの最上層部をイオン化傾向の大きい金属、特にＡｌで形成し、バンプやめっき被膜をつけようとしない電極パッドの最上層部をイオン化傾向の小さい金属、特にＣｕで形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に半導体チップおよびスクライブが形成され、前記半導体チップ上および前記スクライブ上に多層構造の電極パッドが複数設けられた半導体装置において、
前記複数の電極パッドのうちで、
バンプあるいはめっき被膜を形成する前記電極パッドの最上層部分を、バンプあるいはめっき被膜の材料に比較してイオン化傾向の大きい金属で形成し、
バンプあるいはめっき被膜を形成しない前記電極パッドの最上層部分を、前記バンプあるいはめっき被膜の材料に比較してイオン化傾向の小さい金属で形成した
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体チップ上にある電極パッドは前記バンプあるいは前記めっき被膜を形成し、
前記スクライブ上にある電極パッドには前記バンプあるいは前記めっき被膜を形成しない
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記イオン化傾向の大きい金属はＡｌとし、
前記イオン化傾向の小さい金属はＣｕとした
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばウェハ形状の基板上に複数の半導体チップおよびスクライブが形成された半導体装置の構造に関し、特に半導体チップ上およびスクライブ上に設けられた電極パッド部分の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置としては、例えばウェハ形状の基板上に半導体回路が集積化された複数の半導体チップおよびスクライブが形成された半導体装置が製造されているが、スクライブと言われる領域は、ウェハから半導体回路を半導体チップとして切り出す際の「切りしろ」部分であり、このスクライブ上には、切り出された半導体チップ内の半導体回路が問題なく形成されているか否かを判断するために、プロセス・コントロール・モジュール（ＰＣＭ：Ｐｒｏｃｅｓｓ・Ｃｏｎｔｒｏｌ・Ｍｏｄｕｌｅ）と呼ばれる素子（以下、スクライブＰＣＭと呼ぶ）が複数形成されている。
【０００３】
以上のような従来の半導体装置について、図面を参照して以下に説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体装置におけるウェハ上の半導体チップおよびスクライブＰＣＭの形状例について詳細に示した図である。現在、半導体装置は、一般的に図４（ａ）に示すようなウェハ形状で形成されている。通常、拡散工程と呼ばれる製造工程を経ることで、ウェハ１上に半導体回路を集積化した半導体チップ２が複数形成される。その後、図４（ｂ）に示すように、ウェハ１から半導体チップ２を切り出し、パッケージング等を行うことで、チップ形状の半導体集積回路装置（ＬＳＩ）として製造されている。その中で、図４（ｃ）に示すように、スクライブ３の領域に上記のスクライブＰＣＭ４が形成される。
【０００４】
このスクライブＰＣＭ４には外部と電気的に接続するための多層構造の電極パッド５が設けられており、このようなスクライブＰＣＭ４をスクライブ３に形成することにより、ウェハ１全体での半導体装置としての出来映え、特に電気的な出来映えの確認が可能なようにしている。なお、ここでは図示しないが、半導体チップ２上にも、外部と電気的に接続するための多層構造の電極パッドが複数設けられている。
【０００５】
図５（ａ）〜（ｄ）は、従来の半導体装置において、スクライブ３上に配置形成されたスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、および半導体チップ２の電極パッド６に対して、無電解めっきでバンプを形成した場合のプロセスフローの断面状態ついて一例を示した図である。本例は一例として、多層配線層を３層で形成した場合の半導体装置を示した図である。
【０００６】
図５（ａ）に示すように、電極パッド５、６は、図面下側から上方に第１層電極パッド、第２層電極パッド、第３層電極パッドの３層の電極パッドを重ねた状態で形成されている。ここでは最上層の第３層電極パッドはＡｌで形成されている。ここで図面左側の第３層電極パッドがスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、図面右側の電極パッドが半導体チップ２の電極パッド６である。
【０００７】
図５（ｂ）に示すように、まず、ここでは無電解でＺｎめっきを行う。このことでスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、および半導体チップ２の電極パッド６上にＺｎめっき層７の形成を行う。このしくみとしては、ＡｌとＺｎのイオン化傾向（イオン化傾向はＡｌ＞Ｚｎ）を利用することで、無電解Ｚｎめっき液中に電極パッドの材質であるＡｌをＡｌイオン６ａとして溶解させ、無電解Ｚｎめっき液中のＺｎイオン７ａを両者の電極パッド上にＺｎめっき層７として形成するいわゆる置換めっきを行うことである。
【０００８】
その後、図５（ｃ）に示すように、無電解でＮｉめっきを行う。このことでスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、および半導体チップ２の電極パッド６のＺｎめっき層７上にＮｉバンプ８の形成を行う。このしくみとしては、ＺｎとＮｉのイオン化傾向（イオン化傾向はＺｎ＞Ｎｉ）を利用することで、無電解Ｎｉめっき液中にＺｎめっき層７をＺｎイオン７ａとして溶解させ、無電解Ｎｉめっき液中のＮｉイオン８ａをＺｎめっき層７上にＮｉバンプ８として形成するいわゆる置換めっきを行うことである。
【０００９】
その後、図５（ｄ）に示すように、無電解でＡｕめっきを行う。このことでスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、および半導体チップ２上の電極パッド６のＮｉバンプ８上にＡｕめっき層９の形成を行う。このしくみとしては、ＮｉとＡｕのイオン化傾向（イオン化傾向はＮｉ＞Ａｕ）を利用することで、無電解Ａｕめっき液中にＮｉバンプ８をＮｉイオン８ａとして溶解させ、無電解Ａｕめっき液中のＡｕイオン９ａをＮｉバンプ８上にＡｕめっき層９として形成するいわゆる置換めっきを行うしくみである。
【００１０】
図６は、図５（ｂ）〜（ｄ）で示した従来の半導体装置に対する無電解めっきの方法について詳細に示した図である。本図で示すように、このしくみとしては、イオン化傾向（イオン化傾向はＡｌ＞Ｚｎ＞Ｎｉ＞Ａｕ）を利用することで、各種めっき液１３（本例ではＺｎ、Ｎｉ、Ａｕめっき液）中に、スクライブＰＣＭ４の電極パッド５および半導体チップ２の電極パッド６の金属を、電極パッド側の金属イオン１４（本例ではＡｌ、Ｚｎ、Ｎｉイオン）として溶解させ、各種めっき液１３中の金属イオン１５（本例ではＺｎ、Ｎｉ、Ａｕイオン）を、スクライブＰＣＭ４の電極パッド５および半導体チップ２の電極パッド６上に、各種めっき層（本例ではＺｎ、Ｎｉ、Ａｕめっき層）として形成するしくみである。
【００１１】
図７（ａ）〜（ｂ）は、図５（ｄ）で示したスクライブＰＣＭ４の電極パッド５上にバンプを形成したものを、先で述べたウェハ１から半導体チップ２を切り出すため、ダイシングを実施した時のフローについて示した図である。
【００１２】
図７（ａ）に示すように、ダイシングカッター１０を用いてスクライブ３（同時にスクライブＰＣＭ４やスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、Ｎｉバンプ８、Ａｕめっき層９）をカットする。そうすることで、図７（ｂ）に示すように、ウェハ１からチップ形状の半導体チップ２の切り出しが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−３３２５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記のような従来の半導体装置において、図５（ｄ）に示す電極パッドの構造では、以下に示す問題点を有していた。
図８（ａ）〜（ｂ）は、図７（ａ）〜（ｂ）と同様に、スクライブＰＣＭ４の電極パッド５上にバンプ８を形成したものを、先で述べたウェハ１から半導体チップ２を切り出すため、ダイシングを実施した時のフローについて示した図である。図８（ａ）に示すように、ダイシングカッター１０を用いてスクライブ３（同時にスクライブＰＣＭ４やスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、Ｎｉバンプ８、Ａｕめっき層９）をカットする。
【００１４】
しかし、図８（ａ）に示すようにダイシングカッター１０が適正位置からずれた場合、図８（ｂ）に示すように、バンプ８などが、ダイシングカットしたにもかかわらずエッジ部分に残留するという異常状態が発生する。このように半導体チップ２を切り出す時に導電性のあるバンプ８がエッジ部分に残留すると、後の組立工程でパッケージングを行った場合、この「残留したバンプ」部分による電気的なリークなどが発生する恐れがある。
【００１５】
図９は、図８（ａ）〜（ｂ）と同様に、スクライブＰＣＭ４の電極パッド５上にバンプ８を形成したものを、先で述べたウェハ１から半導体チップ２を切り出すため、ダイシングを実施した時の状態について示した図である。この場合、ダイシングカッター１０を用いてスクライブ３（同時にスクライブＰＣＭ４やスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、Ｎｉバンプ８、Ａｕめっき層９）をカットするが、本図の場合、エッジ部分にバンプが残留しないように、ダイシングカッター１０の幅を広くしてカットする。
【００１６】
このような方法を使えば、バンプ８がエッジ部分に残留することを防ぐことが可能になるが、ダイシングカッター１０の幅、すなわち「切りしろ」の幅を大きくするため、その広くした分、スクライブ３の幅を広くする必要がでてくる。そうすると、前述の図７（ａ）（図９（ｂ））に示すものよりもウェハ１上のスクライブ３の幅が広くなる。そのため、逆にウェハ１上に半導体チップ２を形成する面積が小さくなり、ウェハ単位での半導体チップ２の取れ数が減ってしまう恐れがある。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、スクライブＰＣＭの電極パッドにおいて、ダイシングの際の「残留したバンプ」の発生を防止することができ、この「残留したバンプ」部分による電気的なリークなどの発生を防止することができるとともに、スクライブ部分を広くすることによる半導体チップの取れ数の低下を抑えることができる半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の半導体装置は、基板上に半導体チップおよびスクライブが形成され、前記半導体チップ上および前記スクライブ上に多層構造の電極パッドが複数設けられた半導体装置において、前記複数の電極パッドのうちで、バンプあるいはめっき被膜を形成する前記電極パッドの最上層部分を、バンプあるいはめっき被膜の材料に比較してイオン化傾向の大きい金属で形成し、バンプあるいはめっき被膜を形成しない前記電極パッドの最上層部分を、前記バンプあるいはめっき被膜の材料に比較してイオン化傾向の小さい金属で形成したことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載の半導体装置は、請求項１記載の半導体装置であって、前記半導体チップ上にある電極パッドは前記バンプあるいは前記めっき被膜を形成し、前記スクライブ上にある電極パッドには前記バンプあるいは前記めっき被膜を形成しないことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項３に記載の半導体装置は、請求項１または請求項２記載の半導体装置であって、前記イオン化傾向の大きい金属はＡｌとし、前記イオン化傾向の小さい金属はＣｕとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように本発明によれば、ダイシング部分に形成されているスクライブＰＣＭの電極パッドにはバンプを形成せずに、半導体チップの電極パッドのみにバンプを形成することができる。
【００２２】
そのため、スクライブＰＣＭの電極パッドにおいて、ダイシングの際の「残留したバンプ」の発生を防止することができ、この「残留したバンプ」部分による電気的なリークなどの発生を防止することができる。
【００２３】
また、従来構造の問題点であったスクライブ部分を広くすることによる半導体チップの取れ数の低下を抑えることができる。
加えて、無電解めっきの際にも、複数の電極パッドに対して、選択的にめっきの有無を操作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を示す半導体装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の半導体装置を説明する。
【００２５】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態１の半導体装置において、スクライブ３に形成されたスクライブＰＣＭ４の電極パッド５にはバンプを形成せずに、半導体チップ２の電極パッド６に無電解めっきでバンプを形成する場合のプロセスフローの断面状態の一例を示した図である。本例では多層構造の配線パッドを３層で形成した場合の半導体装置を示した図である。
【００２６】
図１（ａ）に本実施の形態１の半導体装置の形状について示す。ここで図面左側の電極パッドがスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、図面右側の電極パッドが半導体チップ２の電極パッド６である。
【００２７】
スクライブＰＣＭ４の電極パッド５は第１層電極パッド、第２層電極パッドの２層の電極パッドを重ねた状態で形成されている。ここでスクライブＰＣＭ４側の電極パッド５（第２層電極パッド）はＣｕで形成されている。
【００２８】
また、半導体装置チップ２側の電極パッド６は第１層電極パッド、第２層電極パッド、第３層電極パッドの３層の電極パッドを重ねた状態で形成されている。ここで半導体チップ２側の電極パッド６において、第３層目（最上層）の電極パッドはＡｌで形成されている。
【００２９】
すなわち、後に示す無電解めっき方法でバンプやめっき被膜をつけようとする部分の最上層の電極パッド（ここでは半導体チップ２の電極パッド６）をＡｌで形成し、無電解めっき方法でバンプやめっき被膜をつけようとしない部分の最上層の電極パッド（ここではスクライブＰＣＭ４の電極パッド５）をＣｕで形成した構造になっている。
【００３０】
図１（ｂ）に示すように、まず無電解めっき方法でＺｎめっきを行う。このことで半導体チップ２の電極パッド６上にＺｎめっき層７の形成を行う。このしくみとしては、ＡｌとＺｎのイオン化傾向（イオン化傾向はＡｌ＞Ｚｎ）を利用することで、Ｚｎめっき液中に半導体チップ２の電極パッド６のＡｌをＡｌイオン６ａとして溶解させ、Ｚｎめっき液中のＺｎイオン７ａを半導体チップ２の電極パッド６上にＺｎめっき層７として形成するといういわゆる置換めっきを行うしくみである。
【００３１】
しかし、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５はＣｕで形成されており、この置換方式による無電解めっきでは、Ｃｕのイオン化傾向がＺｎに対して非常に小さいため、Ｃｕ自体がＺｎめっき液中にＣｕイオンとして溶解しない。したがって、Ｚｎめっき液中のＺｎイオンもスクライブＰＣＭ４側の電極パッド５上にＺｎめっき層として形成することも無い。すなわち、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５には、Ｚｎめっき層７は形成されないことになる。
【００３２】
その後、図１（ｃ）に示すように、無電解でＮｉめっきを行う。このことで半導体チップ２側の電極パッド６上にＮｉバンプ８の形成を行う。このしくみとしては、ＺｎとＮｉのイオン化傾向（イオン化傾向はＺｎ＞Ｎｉ）を利用することで、無電解Ｎｉめっき液中にＺｎめっき層７のＺｎをＺｎイオン７ａとして溶解させ、無電解Ｎｉめっき液中のＮｉイオン８ａを半導体チップ２の電極パッド６上にＮｉバンプ８として形成するといういわゆる置換めっきを行うしくみである。
【００３３】
しかし、ここでも同様に、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５にはＺｎめっき層７が形成されていない。さらにＣｕのイオン化傾向はＮｉより小さいため、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５上にはＮｉバンプ８は形成されない。
【００３４】
その後、図１（ｄ）に示すように、無電解でＡｕめっきを行う。このことで半導体チップ２の電極パッド６上のＮｉバンプ８上にＡｕめっき層９の形成を行う。このしくみとしては、ＮｉとＡｕのイオン化傾向（イオン化傾向はＮｉ＞Ａｕ）を利用することで、無電解Ａｕめっき液中にＮｉをＮｉイオン８ａとして溶解させ、無電解Ａｕめっき液中のＡｕイオン９ａを半導体チップ２の電極パッド６上のＮｉバンプ８上にＡｕめっき層９として形成するといういわゆる置換めっきを行うしくみである。
【００３５】
しかし、ここでも同様に、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５にはＮｉバンプが形成されていないため、無電解Ａｕめっき液をもってしてもスクライブＰＣＭ４側の電極パッド５上にはＡｕめっき層は形成されない。
【００３６】
以上の方法で、半導体チップ２の電極パッド６上にはバンプを形成しながら、スクライブＰＣＭ４側の電極パッド５のみにバンプを形成しない無電解めっきプロセスが完成する。
【００３７】
図２（ａ）〜（ｂ）は、図１（ｄ）でバンプを形成しなかったスクライブＰＣＭ４の電極パッド５をダイシングした場合のダイシングカッター１０の大きさと、図５（ｄ）のプロセスでバンプを形成したスクライブＰＣＭ４側の電極パッド５をダイシングした場合のダイシングカッター１０の大きさを比較した図である。
【００３８】
本図より、バンプを形成しなかったスクライブＰＣＭ４の電極パッド５をダイシングした場合のダイシングカッター１０の方が小さくなることがわかる。その理由としては、従来は、図２（ｂ）に示すように、ダイシングカッター１０を用いてスクライブ３部分（同時にスクライブＰＣＭ４やスクライブＰＣＭ４の電極パッド５、Ｎｉバンプ８、Ａｕめっき層９）をダイシングカットするが、この場合、先の図８（ａ）〜（ｂ）のようにエッジ部分にバンプ８などが残留する恐れがあるため、ダイシングカッター１０の幅を広くしてカットしており、そのことでダイシングカッター１０の幅、すなわち「切りしろ」の幅を大きくする為、その広くした分、スクライブ３部分の幅を広くする必要がでてくるという問題が発生していた。
【００３９】
しかし、図２（ａ）に示すように、本実施の形態１では、バンプを形成しないため、電極パッド５のエッジ部分にバンプなどが残留する恐れが無くなり、ダイシングカッター１０の幅を広くしてカットする必要や、そのことでダイシングカッター１０の幅、すなわち「切りしろ」の幅を大きくする必要が無くなる。
【００４０】
したがって、ウェハ１中のスクライブ３部分の面積が小さくなるため、逆に半導体集積回路を設けた半導体チップ２を形成する面積が多くなり、半導体チップ２のウェハ単位での取れ数の減少を抑えることが可能になる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の半導体装置を説明する。
【００４１】
図３は本実施の形態２の半導体装置から切り出された半導体チップの外観図である。図３に示すとおり、この半導体チップ２に、例えば、無電解めっきでバンプをつけようとする部分の電極パッド１１をＡｌで形成し、無電解めっきでバンプをつけようとしない部分の電極パッド１２はＣｕで形成する。この半導体チップ２の電極パッドに対して、先の図１（ａ）〜（ｄ）で示した無電解めっき方法でバンプ形成を行う。
【００４２】
以上により、先の図１（ａ）〜（ｄ）で説明したとおり、Ｃｕ上にはバンプが形成されず、Ａｌ上のみにバンプが形成される。すなわち、この半導体装置の構造を用いることにより、従来は不可能であった無電解めっきでの選択めっきが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の半導体装置は、スクライブＰＣＭの電極パッドにおいて、ダイシングの際の「残留したバンプ」の発生を防止することができ、この「残留したバンプ」部分による電気的なリークなどの発生を防止することができるとともに、スクライブ部分を広くすることによる半導体チップの取れ数の低下を抑えることができるもので、半導体装置の電極パッド部分の構造技術等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置におけるバンプ形成のプロセスフロー図
【図２】同実施の形態１の半導体装置に対するダイシングカッターの大きさ比較図
【図３】本発明の実施の形態２の半導体装置における半導体チップの外観図
【図４】従来の半導体装置におけるウェハ形状およびスクライブＰＣＭ部分の形状例の説明図
【図５】同従来例の半導体装置におけるバンプ形成のプロセスフロー図
【図６】同従来例の半導体装置に対する無電解めっき方法の説明図
【図７】同従来例の半導体装置に対するダイシング時のフロー図
【図８】同従来例の半導体装置に対する他の条件によるダイシング時のフロー図
【図９】同従来例の半導体装置に対するさらに他の条件によるダイシング時のフロー図
【符号の説明】
【００４５】
１    ウェハ
２    半導体チップ
３    スクライブ
４    スクライブＰＣＭ
５    スクライブＰＣＭ４の電極パッド
６    半導体チップ２の電極パッド
６ａ    Ａｌイオン
７    Ｚｎめっき層
７ａ    Ｚｎイオン
８    Ｎｉバンプ
８ａ    Ｎｉイオン
９    Ａｕめっき層
９ａ    Ａｕイオン
１０    ダイシングカッター
１１    無電解めっきでバンプをつけようとする部分
１２    無電解めっきでバンプをつけようとしない部分
１３    各種めっき液
１４    電極パッド側の金属イオン
１５    各種めっき液１３中の金属イオン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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